【编程技巧】C结构体设计技巧


前言

主要记录结构体设计经验。

主要以 C,32bit 设备为基础。
李柱明博客:https://www.cnblogs.com/lizhuming/p/15486826.html

成员排布

内存对齐

目的

  • 处理内存对齐,合理利用内存,可以提高空间利用率。

原理

  • 按字节对齐的方式存储:即以结构体成员中占内存最多的数据类型所占的字节数为标准,所有的成员在分配内存时都要与这个长度对齐。
  • 注意:如果一行中剩下的空间不足以填充某成员变量,则该成员变量在分配内存时另起一行分配来对齐。而不是每个变量都必须以 N 字节对齐。

技巧

  • 参考字节对齐方式,合理排布结构体成员。

例子

  • 按 int,4 字节对齐。
  • struct testA_t dataA; 的 size 大小为 12。
  • struct testA_t dataB; 的 size 大小为 8。
# include <stdio.h>

struct testA_t
{
    char a;
    int b;
    char c;
}dataA;

struct testB_t
{
    char a;
    char c;
    int b;
}dataB;

int main(void)
{
    printf("%p, %p, %p\n", &dataA.a, &dataA.b, &dataA.c);  //%p是取地址输出控制符
    printf("%d\n", sizeof(dataA));

    printf("%p, %p, %p\n", &dataB.a, &dataB.b, &dataB.c);  //%p是取地址输出控制符
    printf("%d\n", sizeof(dataB));
    return 0;
}

指针偏移量

目的

  • 加快访问数据成员的速度。

原理

  • 如果数据成员相对于结构体或类开头的偏移量小于 128 字节,则该偏移量可以使用 8 位有符号的数字来表示。

    • 即是可以通过编码为 8 位有符号数字的偏移量来访问,或者根本不需要偏移量。
  • 如果相对于结构体或类的开头的偏移量是 128 字节或更多,那么偏移量必须表示为一个 32 位数字(指令集在 8 位到 32 位之间没有偏移量)。

技巧

  • 建议在结构或类声明中,大数组和其他大对象排在最后,最常用的数据成员排在前面。
  • 如果不能在前 128 个字节内包含所有数据成员,则将最常用的成员放在前 128 个字节中。

小结

  • 注意内存对齐;
  • 128 是个槛,常用的数据成员可考虑放在前 128 字节中,不常用的或大的数据成员可考虑放在后面;
  • 注重性能优化的同时也需要权衡一下代码的可读性。
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